Imagínese si hubiera una réplica de software diseñada para ser idéntica a usted que su médico pudiera usar para predecir cómo reaccionaría si contrajera una enfermedad infecciosa o determinar si se beneficiaría de un tratamiento o cirugía específicos.
Si tuviera este tipo de «gemelo», se podrían predecir las condiciones de salud y se podría experimentar con su contraparte digital para encontrar la mejor manera de tratar, o incluso prevenir, la enfermedad.
Los investigadores están interesados en desarrollar gemelos digitales que puedan integrar la fisiología e inmunología humanas conocidas con los datos clínicos de un paciente individual en tiempo real, y luego producir predicciones de lo que sucedería durante una infección viral, como COVID-19.
¿Qué es un gemelo digital?
Un «gemelo digital» es un programa de software que comienza con información básica sobre un paciente, como sexo, edad, origen étnico, altura, peso corporal, presión arterial, tabaquismo, medicamentos recetados, condiciones preexistentes, antecedentes familiares y trabajo.
Para entretejer la información de salud, Sluka dice que “los datos se pueden aumentar con pruebas clínicas básicas como el colesterol sérico, el azúcar en la sangre o cualquier otro dato que el médico ya haya recopilado para el paciente. Hasta este punto, los datos recopilados son los mismos que el médico ya ha recopilado».
Cómo se podrían usar los gemelos digitales
Hacer predicciones, determinar el tratamiento
Si un paciente humano tuviera un gemelo digital, podría ayudar a los médicos a predecir cuál sería la reacción inmunitaria de la persona a las infecciones virales u otras afecciones médicas. Armados con esa información, los médicos podrían realizar experimentos controlables en el gemelo. Con base en los resultados, que mostrarían los posibles resultados, los médicos estarían en una mejor posición para elegir el mejor curso de tratamiento.
La medicina como un sistema de bucle abierto
Glazier dice que la medicina es actualmente un sistema reactivo o un ciclo abierto. “Vas a ver al médico cuando te enfermas, te dan un tratamiento y esperas a ver qué pasa”, dice.
Si el primer tratamiento no funciona, su médico intenta otra cosa y espera el resultado.
“Si podemos crear ese tipo de herramientas de software de pronóstico predictivo, entonces estaremos en condiciones de comenzar a diseñar intervenciones médicas que sean circuitos cerrados, que sean preventivos y que sean realmente personalizados”, dice Glazier.
¿Qué tan cerca estamos de tener gemelos digitales?
Glazier dice que todavía nadie está cerca de crear un gemelo digital completo para un ser humano, principalmente porque, en comparación con un motor a reacción, hay mucha más complejidad e incertidumbre en la forma en que el cuerpo humano funciona y reacciona.
“Uno de los mayores retrasos que tenemos en este momento, que COVID ha revelado, es que realmente no entendemos el sistema inmunológico humano”, dice Glazier. “Si bien todavía no podemos hacer eso para todo el cuerpo, hay cada vez más lugares donde podemos hacerlo”.
Los gemelos digitales ya están en uso al menos en una escala limitada, como monitorear el comportamiento de un órgano o un sistema de órganos y luego reaccionar ante una situación.
Dr. James P. Slukacientífico principal del Instituto de Biocomplejidad, le dice a MEDSALUD que «ya hay algunos gemelos digitales en uso para enfermedades específicas».
Por ejemplo, Sluka dice que los sistemas de monitoreo de insulina en sangre como el Estilo libre libre—bombas de insulina que verifican los niveles de glucosa en sangre e inyectan insulina según sea necesario— ya son útiles para algunos pacientes con diabetes.
Glazier dice que otro ejemplo de una forma limitada de un gemelo digital es un marcapasos implantado que controla la frecuencia cardíaca y corrige una arritmia que se detecta.
Gemelos digitales en tiempos de COVID
Glazier y Sluka son coautores, con Reinhard Laubenbacher de la Universidad de Florida, de un artículo de perspectiva en Ciencia sobre el uso de gemelos digitales en infecciones virales como COVID-19.
La pandemia ha requerido que los investigadores recalibren rápidamente los modelos informáticos que utilizan los epidemiólogos para ayudar a los funcionarios de salud pública a hacer predicciones y crear planes para hacer frente a un brote viral.
Sin embargo, todavía no tenemos modelos que nos ayuden a predecir o explicar por qué diferentes personas reaccionan de manera diferente a la infección (por ejemplo, por qué una persona joven sana muere de COVID mientras sobrevive un adulto mayor con una afección subyacente).
Sluka dice que un gemelo digital también podría incorporar los datos farmacogenómicos de una persona: información del ADN de una persona sobre qué tan bien o mal reacciona a ciertos medicamentos.
En el futuro, Sluka dice que «el perfil genético completo, ya sea para la predicción de la terapia farmacológica óptima o como un conjunto más general de datos específicos del paciente, será una herramienta poderosa, pero a corto plazo no se requiere para construir un sistema utilizable». gemelo digital.»
Centrándose en la prevención
Una vez desarrollados, Sluka dice que los gemelos digitales «probablemente comenzarían de manera simple y luego crecerían en complejidad con el tiempo».
A largo plazo, Sluka dice que un gemelo digital permitiría que los esfuerzos de medicina preventiva se adapten al individuo. “Por ejemplo, ¿a qué edad y con qué frecuencia debe una mujer en particular recibir una prueba de Papanicolaou o una prueba de detección de cáncer de mama? ¿Con qué frecuencia debe un paciente individual hacerse una colonoscopia o una radiografía de tórax?” él dice.
«Los médicos ya están tomando decisiones en función de las características de los pacientes individuales», dice Sluka. «Pero lo que falta es la capacidad de tomar esas decisiones racionalmente y actualizar constantemente la decisión en función de los datos más actuales».
Lo que esto significa para ti
Un día, un «gemelo digital» tuyo podría ayudar a tus médicos a diagnosticar enfermedades y encontrar el mejor curso de tratamiento. Si bien aún no hemos llegado allí, la tecnología algún día podría ayudar a que la medicina sea más personalizada y más centrada en la prevención.